光纤通信实验报告2-光发射机消光比测试

光纤通信技术实验报告电路图光发送模块光接收模块编码模块译码模块实验一半导体激光器的P-I-V特性曲线测试一、实验目的通过测试LD的P（平均发送光功率）-I（注入电流）特性曲线和V（偏）和斜率效率，掌握LD半导体激置电压）-I特性曲线，计算阈值电流（Ith光器的工作特性。

二、实验仪器1、光发送模块1只3、编码模块1台4、光功率计1台5、万用表1台6、示波器1台7、跳线若干三、实验原理半导体发光二极管（LED）是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。

其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子－空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发光过程主要对应光的自发发射过程。

半导体发光二极管具有可靠性较高，室温下连续工作时间长、光功率－电流线性度好等显著优点，而且由于此项技术已经发展得比较成熟，所以其价格非常便宜。

然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。

半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器则是通过受激辐射发光，是一种阈值器件。

处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级El，这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。

半导体激光二极管作为激光器的一种，同样也必须满足粒子数反转和光反馈两个要求。

其使用的方法是向P型和N型限制层重掺杂，使费米能级间隔在PN结正向偏置下超过带隙实现粒子数反转。

再利用与PN结平面相垂直的自然解理面构成F-P腔，进行光放大，输出激光。

半导体激光器在热平衡情况下，自发发射占绝对优势。

当外界给系统提供能量时，如采用电流注入（即电泵），打破热平衡状态，随着注入电流的增加，半导体二极管渐渐地增加自发发射，当大量粒子处于高能级，即粒子数反转后，开始受激发射开始占主导地位。

在光束发射方向上的受激发射比自发发射的强度大几个数量。

河南理工大学光电检测技术实验报告一、实验目的1.了解数字光发射机平均输出光功率的指标要求。

2.掌握数字光发射机平均输出光功率的测试方法。

3.了解数字光发射机的消光比的指标要求。

4.掌握数字光发射机的消光比的测试方法。

二、实验内容1.测试数字光发射机的平均光功率。

2.测试数字光发射机的消光比。

3.绘制数字光发射机的P-I特性曲线。

三、实验仪器1.光纤通信实验系统1台。

2.示波器1台。

3.光功率计1台。

4.万用表1部。

5.FC/PC光纤跳线1根。

四、实验原理光发射机的指标包括：半导体光源的P-I特性曲线测试、消光比（EXT）测试和平均光功率的测试。

下面对这三个方面进行详细的说明：1.半导体光源的P-I特性曲线测试半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如下图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流(或称阈值电流)，用Ith表示。

在门限电流以下，激光器工作于自发发射，输出荧光功率很小，通常小于100pW；在门限电流以上，激光器工作于受激发射，输出激光，功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。

激光器的电流与电压的关系相似于正向二极管的特性。

P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。

在选择时，应选阈值电流Ith 尽可能小，Ith对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真。

且要求P-I 曲线的斜率适当。

斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带米麻烦：斜率太大，则会山现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。

半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放人机制，也即激活介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。

将开始出现净增益的条什称为阈值条件。

一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流Ith，当输入电流小于Ith时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED发出光，当电流大于Ith时，则输出光为激光，且输入电流和输出光功率成线性关系，该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I的线性关系．I(mA)图11-1 LD 半导体激光器P-I 曲线示意图2.消光比（EXT ）的测试消光比定义为：001110lg PEXT P ，式中P00是光发射机输入全“0”时输出的平均光功率即无输入信号时的输出光功率。

通信工程专业综合实验报告――光通信部分姓名学号通信班级上课时间周二下午16:20~18:10第8章光纤传输系统实验一激光器P-I特性测试实验1. 实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系3、掌握半导体激光器P （平均发送光功率）-I （注入电流）曲线的测试方法2. 实验仪器1、ZY12OFCom13BG型光纤通信原理实验箱1台2、FC接口光功率计1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根4、万用表1台5、连接导线20 根3. 实验原理半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，是一种阈值器件。

处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1,这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。

由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率（》10mW辐射，而且输出光发散角窄（垂直发散角为30〜50°,水平发散角为0〜30°），与单模光纤的耦合效率高（约30%〜50%），辐射光谱线窄（△入=0.1〜1.0nm）,适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号（＞20GHZ直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。

P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据。

在选择时，应选阈值电流I th尽可能小，I th对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器。

这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真。

并且要求P-I曲线的斜率适当。

斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。

半导体激光器可以看作为一种光学振荡器， 要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即激活介质处于粒子数反转分布， 而且产生的增益足以抵消所有的损耗。

光发射机消光比测试实验总结《光发射机消光比测试实验总结》
哎呀呀，这次的光发射机消光比测试实验可真是让我印象深刻啊！
记得那天，我们早早地就来到了实验室，看着那一台台光发射机，心里还真有点小激动呢。

我和小伙伴们都摩拳擦掌，准备大干一场。

实验开始啦，我们小心翼翼地连接各种线路，就像在给这些机器编织一件特别的毛衣一样。

然后呢，就开始调整各种参数，那感觉就像是在给机器做一次精心的按摩，要让它舒舒服服地进入工作状态。

在测试的过程中，我们遇到了一个小麻烦。

有个数据怎么都不太对劲，大家都有点着急啦，“哎呀，这是咋回事呀！”我们开始各种排查，一会儿看看这里，一会儿瞅瞅那里。

最后发现，原来是有根线没插好，真是让人哭笑不得呀！找到原因后，我们赶紧把线插好，嘿，数据一下子就正常了。

经过一番折腾，实验终于顺利完成啦！看着那些漂亮的数据，我们心里别提有多高兴了，就像农民伯伯看到丰收的庄稼一样。

这次实验让我深深地体会到，做实验可真是一点都不能马虎呀，一个小小的细节都可能影响整个结果。

就像我们生活中一样，有时候一个小小的举动，可能会带来很大的不同呢。

总之，这次光发射机消光比测试实验，让我学到了很多，也收获了很多的乐趣。

我想，这会是我实验生涯中一段难忘的经历呀！嘿嘿！。

西安电子科技大学光通信技术基础课程实验报告实验名称光纤通信系统综合与光线路码设计学院班Array姓名学号实验日期年月日实验一：光纤通信系统综合实验一、实验目的：1.了解半导体激光器LD的P-I特性；了解数字光发射机的消光比的定义及指标要求；2.熟悉光功率计的使用方法，熟悉数字光纤通信系统工作过程；3.熟悉数字光发射机平均光功率的概念；熟悉数字光接收机灵敏度概念；4.熟练测试光源P-I特性曲线；5.掌握数字光发射机的消光比的测试方法；6.掌握数字光发射机平均光功率的测试方法；7.掌握光接收机灵敏度的测试方法；8. 实施光纤通信系统中的数据传输；9. 熟悉数字光纤系统受损耗限制时的中继距离测算二、实验环境：通信系统综合实验平台、装有SRP软件的PC机、光纤通信板、光纤多用表（用于光功率计）、数字万用表、数字示波器、排线、电路跳线、（光）尾纤三、实验基本原理及预习：3.1 LD光源的P-I特性：转折点，相应的驱动电流称为门限电流(或称阈值电流)，用I tℎ表示。

在门限电流以下，激光器工作于自发辐射，输出光功率通常小于200pW；在门限电流以上，激光器工作于受激辐射，输出激光，功率随电流迅速上升，基本上成折直线关系。

3.2光发射机消光比：消光比定义为：EXT=10lg P11P00P00：光发射机输入全“0”时输出的平均光功率即无输入信号时的输出光功率。

P11：光发射机输入全“1”时输出的平均光功率。

消光比EXT可形象类比于光发射机眼图，EXT越大，眼图中眼睛睁的越开，光接收机灵敏度越高3.3光发射机平均光功率：光发送机的平均输出光功率被定义为当发送机送伪随机序列时，发送端输出的光功率值。

3.4光接收机灵敏度P min：在给定误码率或信噪比条件下，光接收机所能接收的最小平均光功率。

P min越小，接收机的灵敏度就越高。

灵敏度P min的单位一般用dBm表示：P R=10lg P min1mW(dBm)3.5光纤通信中继距离受损耗限制的计算：L(αf+αs+αm)+2αc+M e≤P t−P rP t为平均发射功率（dBm）,P r为接收灵敏度（dBm），αc为连接器损耗，M e为系统余量，αf为光纤损耗系数（dB/km），αs为每km平均接头损耗，αm为每km光纤线路损耗余量，L为中继距离（km）3.6 AV2498A型光纤多用表之光功率测量：波长选择为1310nm；根据测试需求随时切换按“W／dBm "键得到线性(W)、对数值(dBm)四、实验测试结果与分析计算：4.1 LD光源的P-I特性：4.2光发射机消光比：4.3光发射机平均光功率：4.4光接收机灵敏度Pmin：4.5数字光纤通信：4.6光纤通信中继距离分析计算：五、实验中出现的问题和解决办法六、心得体会：实验二：数字光纤通信线路编译码实验一、实验目的：1. 熟悉指定序列NRZ码产生原理以及光纤线路CMI编译码原理。

四川大学电气信息学院光纤通信第一次实验报告组员：__报告撰写人:学号:实验1电光、光电转换传输实验一、实验目的：目的：了解本实验系统的基本组成结构，初步了解完整光通信的基本组成结构，掌握光通信的通信原理。

要求：1.画出实验过程中测试波形，标上必要的实验说明。

2.结合实验步骤，叙述光通信的信号变换、传输过程。

3.画出两实验箱间进行双工通信的连接示意图，标上必要的实验说明。

4.如果将光跳线分别连接TX1310、RX1550两法兰接口，P204测试点是否有信号，信号与TX1310是否一样，写出你的答案，通过实验验证你的答案。

二、实验基本原理图：本实验系统主要由两大部分组成：电端机部分、光信道部分。

电端机又分为电信号发射和电信号接收两子部分，光信道又可分为光发射端机、光纤、光接收端机三个子部分。

实验系统（光通信）基本组成结构（光通信）如下图所示：三、实验步骤1.连接电路用光跳线连接TX1310、RX1310接口（注意收集好器件的防尘帽）。

打开系统电源，液晶菜单选择“码型变换实验一CMI码PN”，在P101 口输出32KHZ的15位m序列。

通过示波器确认有相应的基带波形输出后，连接P101、P201两铆孔，示波器A通道测试TX1310测试点，调节W201改变送入光发端机信号幅度，不超过5V。

然后观察示波器B通道测试光收端机输出电信号的P202测试点，看是否有与TX1310 测试点一样或类似的信号波形。

2.采用固定CMI码作为基带信号重复以上步骤，并记录波形。

3.观察接口影响轻轻拧下TX1310或RX1310法兰接口的光跳线，观测P202测试点的示波器B通道是否还有信号波形？重新接好，此时是否出现信号波形。

4.如果要求两实验箱间进行双工通信，如何设计连接关系，设计出实验方案，并进行实验。

5.如果将光跳线分别连接TX1310、RX1550两法兰接口，P204测试点是否有信号，信号与TX1310是否一样，写出你的答案，通过实验验证你的答案。

光发射机消光比测试实验原理今天来聊聊光发射机消光比测试实验原理吧。

你看啊，光发射机就像是一个神奇的小盒子，它能把电信号变成光信号发射出去。

这就好比我们要把一个悄悄话通过一种特殊的方式传得很远，如果直接用声音可能传不远而且容易被干扰，所以我们把这个悄悄话转化成另外一种形式（就如同电信号转光信号）来传输。

那消光比是什么呢？其实呀，简单理解就是有没有信号的时候光功率的对比。

咱们来打个比方，有点像一盏灯，亮的时候有一个功率（对应有信号时光发射机的光功率），灭的时候理论上应该没功率，但是实际上可能还残留一点儿光功率（对应无信号时的光发射机的光功率）。

消光比就是这两种情况（有信号和无信号时的光功率）之间的关系。

说到这里，你可能会问，那这个消光比为什么要测试呢？这个呀就和我们生活中的很多事情一样啦，比如说在一个黑暗的房间看电影，你希望投影仪（类比光发射机）只在该显示画面的时候有光投射出来，不该有的时候一点儿光都不能有，或者只有极少极少，这样才能保证画面的清晰度。

在光通信里也一样，如果消光比没弄好，就像画面不清楚一样，信号传输就会出现差错。

消光比测试实验的原理呢，就是基于测量光发射机在发“1”码（有信号，可以理解成灯亮着的时候）和发“0”码（无信号，可以想象成灯灭的时候）时候的光功率。

得出这两个数值再做个计算就得到消光比啦。

老实说，我一开始也不明白为什么这么简单的两个功率对比会这么重要。

后来发现，在精密的光通信系统里，如果消光比不达标，光纤那头接收到的信号可能就不是原汁原味的了。

就像是你给朋友传一句话，结果因为中间有点小差错（消光比有问题导致信号不准），朋友听到的意思就变味了。

在实际应用案例方面，像光纤入户这种需要精准信号传输的场景，如果光发射机的消光比有问题，你看电视可能就会有雪花屏（当然这只是夸张地对比下信号受到干扰的情况）或者网络变得很卡，因为信号没准确传递嘛。

最后再延伸思考一下啊，现在随着技术发展，对于消光比的要求是不是越来越精确呢？这就像我们对于生活里的东西要求越来越高一样。

光模块消光比测试1. 任务概述光模块消光比测试是对光模块的性能进行评估的重要指标之一。

消光比（Extinction Ratio）是指光信号在传输过程中，光强度的最大值与最小值之间的比值。

消光比测试可以用来评估光模块的调制深度和光信号的稳定性，对光通信系统的性能有着重要的影响。

本文将介绍光模块消光比测试的原理、测试方法以及测试结果的分析和评估。

2. 原理消光比是光模块性能的一个重要指标，它反映了光信号的调制深度和稳定性。

消光比的计算公式为：Extinction Ratio=P max P min其中，P max表示光信号的最大光功率，P min表示光信号的最小光功率。

消光比测试的原理是通过改变输入光信号的强度，测量输出光信号的强度，然后计算消光比。

3. 测试方法3.1 设备准备进行光模块消光比测试需要以下设备：•光信号发生器：用于产生输入光信号，可以调整光信号的强度和频率。

•光功率计：用于测量光信号的功率。

•光模块：被测试的光模块。

3.2 测试步骤1.连接设备：将光信号发生器和光功率计分别连接到光模块的输入端和输出端。

2.设置参数：根据测试要求，设置光信号发生器的输出功率和频率。

3.测量最大光功率：将光信号发生器的输出功率设置为最大值，记录光功率计测量到的光功率为P max。

4.测量最小光功率：将光信号发生器的输出功率设置为最小值，记录光功率计测量到的光功率为P min。

5.计算消光比：根据公式Extinction Ratio=P maxP min，计算消光比。

3.3 注意事项•在测试过程中，需要保证光模块的输入光信号和输出光信号的光纤对准，避免光损耗。

•测试时要注意避免光信号的非线性失真，可以使用稳定的光信号发生器和光功率计。

•测试结果的准确性和可靠性需要进行多次测试取平均值。

4. 测试结果分析与评估消光比是评估光模块性能的重要指标之一。

根据测试结果，可以对光模块的调制深度和光信号的稳定性进行评估。

实验七光纤发送系统实验一、实验目的1.了解光源的发光持性2.掌握光发端机所完成的电光变换原理3.了解模拟光发端机和数字光发端机的区别二、实验电路工作原理1．电路的组成半导体光源由于体积小，寿命长，工作可靠，被广泛应用于光纤通信尤其是数字光纤通信，其工作原理是将要传输的电信号调制在光波上，然后将其光波注入到光纤线路中，其机理属于注入电流发光，所以光发送电路必须提供出适当的电流。

由于半导体光源工作时动态阻值小的特点，所以应尽量提高电光转换的效率。

本实验系统在发送端发送的是模拟信号或数字信号, 分别阐述其电路组成。

（1)数字光发送系统数字光发送系统由数字信号源、数字信号选择开关、数字接口电路、数字驱动电路和光发送模块五部分组成，如图7-1所示。

图7-1 数字光发送机框图下面以甲方光发端机发送系统为例说明其电信号与光信号的传输流程:数字信号源提供64KHz方波、CMI码、32Kb/s 15位的PN码、5B6B和数字电话五种信号输入。

数字信号选择开关采用人工手工操作，对J301进行选择，见图7-2所示，可见有下列几种选择状况：a.64KHz方波b.32KHz伪随机码c.CMI 码d.数字电话e.误码测试输入数字接口电路为电平转换器MC10116。

它把TTL电平转换为ECL电平，以适应驱动电路的要求。

数字驱动电路为一差分电路，它是一个电流源电路，用来把电压脉冲转换成电流脉冲去驱动半导体发光二极管。

光发送模块把电流脉冲变成光脉冲注入光纤，完成对光载波的调制。

（2)模拟光发送系统模拟光发送系统由模拟信号源、模拟信号选择开关、模拟接口电路、模拟驱动电路和光发送模块五部分组成，如图7-3所示。

图7-3 模拟光发送机框图模拟信号源提供正弦波、外输入、模拟电话三种模拟信号。

模拟信号的选择输入由J302开关，其信号连接关系见图7-4所示。

模拟接口电路为一级射随器，用作阻抗匹配把高阻抗输入变成低阻抗输出，以适应模拟驱动电路的要求。